I. UES PARTIES Sl'CÉRIElRR ET INFÉHIRCRK l>E lATMOSPlIÈlir

L'élévation de l'atmosphère, d’après les idées généralement admises, est de seize à vingt lieues : la plupart des phénomènes qu'on y observe confirment celle hypothèse. D une autre part, cependant, le» notions acquises sur les étoiles filantes et sur les météores lumineux en général , devraient faire supposer une hauteur plus grande; des phy siciens, et surtout chez les modernes , sans admettre une identité de composition dans toutes ses parties, ont augmenté de beaucoup ces limites, et ont pensé que l'atmosphère pouvait s’étendre à trois et quatre fois l'élévation actuellement admise.

D'autres l'ont élevée à des hauteurs plus grandes encore; mais ils n’ont pas pris garde que la force tangentielle ferait alors équilibre, ou pourrait même être supérieure à la force d'attraction du globe , de sorte que les couches atmosphériques extrêmes de\ raient se séparer naturellement du reste de notre terre.

En admettant, dans toute son étendue la loi de Mariotlc, on suppose à l'atmosphère, avons-nous dit, une hauteur d'une vingtaine de lieues. Avec les idées de continuité, elle est composée dans toutes scs parties, comme elle l'est dans sa couche inférieur!', la seule explorée par nos expériences; et son mouvement est le même que celui du globe, dont clic partage la rotation. Dans la même hypothèse, généralement admise aujourd'hui, si l’atmosphère n'avait pas de mouvement propre, elle devrait finir par adopter celui de la terre.

Ce raisonnement serait très-admissible sans doute, si la portion en contact avec le globe, n'avait elle-même un mouvement plus ou moins régulier; dans nos climats on voit, par exemple, sous l'influence des vents alisés, l’atmosphère se déplacer, et prendre, dans sa partie inférieure , un chemin qui se rapproche plus ou moins de la direction du nordest; l'air qui s'écoule ainsi vers le sud-ouest est remplacé par l’air des tropiques, qui suit une direction opposée dans la partie supérieure. Cet air, en s'élevant , marche vers le pèle, mais, par suite du mouvement composé, il oblique et se dirige dans le sens du sud-ouest vers le nord-est.

Ce double courant irait directement du nord an sud dans le Iras, et du sud au non!

i SUR LA PHYSIQUE DU GLOBE.

dans le haut, si la révolution de la terre n’avait pas lieu : niais, en admettant ce mouvement de révolution, le courant inférieur ralentit comparativement sa marche en approchant de l'équateur, et le courant supérieur au contraire accéléré la sienne, en s'éloignant de ce même plan : le dernier semble donc venir du sud-ouest, et le premier du nord-est.

Cette explication est conforme à ce qu’enseignent en général les divers Imités de météorologie les plus estimés; je l'admettrai volontiers, sauf quelques modifications dont je |>arlerai bientôt. J'admettrai également que « les deux gaz qui composent l'atmosphère, l'oxygène cl l’azote, ne sont point à l'état de combinaison chimique, et ne se séparent pas de façon que l’oxygène soit en bas et l'azote en haut. Ils sont au contraire continuellement mêlés par les vents horizontaux et par les courants ascendants, qui sont si visibles dans les pays de montagnes. Il en résulte qu'il n'y a aucune différence dans ht composition de l'atmosphère analysée A diverses hauteurs (*). »

Ce mélange existe en effet dans la partie inférieure de l'atmosphère, constamment agitée et retournée par les vents de tonte espèce, qui s'élèvent à la surface de la terre. Mais, ici, nous n’admettons pas que ce mouvement se propage A travers toute l'atmosphère. D’après de longues et soigneuses études, nous croyons devoir admettre que l’atmosphère sc compose essentiellement de deux parties: l’une, inférieure, constamment agitée et retournée par les vents cl les changements de température qui se forment à la surface du globe; l'autre, supérieure, et échappant à ces retournements continuels. La partie agitée, dans les régions inférieures, est beaucoup plus élevée pendant les étés que pendant les hivers; c’est ce que nous aurons occasion de voir par différents phénomènes qui trouvent ainsi leur explication naturelle.

D'une autre part, tout en admettant, comme on le fait aujourd'hui, le mélange des gaz qui constituent l'atmosphère . je n'admets pas que ce mélange demeure identique en s élèvant jusque dans la partie supérieure.

Mais, avons-nous dit. pendant les différentes saisons, le courant inférieur n'est pas constamment de même épaisseur : en été, la couche mobile est plus élevée qu’en hiver ; les vents et les giboulées qui sc produisent ensuite, vers les époques des équinoxes, présentent un caractère spécial qu’on ne retrouve qu alors. Cet échange mutuel des particules de l’air, différemment échauffées, ne sc fait que dans la partie inférieure de l'atmosphère: la partie supérieure ne s’en trouve pas sensiblement affectée ; elle conserve A peu près toute sa stabilité, en obéissant plus ou moins à la base mobile sur laquelle elle est portée.

Il résulte de là que l'atmosphère sc compose de deux parties essentiellement distinctes,

{') Cours complet de météorologie de L.-F. Künuz, traduit cl annoté par Ch. Alarlins, page G7; I vol. in-12. Pans, IStô.

INTRODUCTION. j

l'une inférieure, toujours mobile, et à l'étal de courant dont les parties se remplacent mutuellement; l'autre, supérieure, relativement fixe cl appuyée sur celle partie mobile (').

Il parait évident que la partie supérieure de l'atmosphère ne peut suivre exclusivement le mouvement de notre globe; elle doit être plus ou moins affectée par le eourant d'air sur lequel elle repose et subir par suite un mouvement spécial qui s'en rapproche.

Ou peut assez bien voir, du reste, la couche limite où l'atmosphère supérieure se sépare de l'atmosphère inférieure constamment eu mouvement. Les eirrhi , nuages les plus légers et les plus élevés, indiquent sa position. Ces eirrhi n’ont pas la même hauteur en hiver et en été; ils se trouvent en quelque sorte attachés à la partie supérieure de l'atmosphère mobile, vers les limites où commence l’atmosphère fixe.

Pendant l'hiver, certains nuages de la partie inférieure manquent parmi ceux qu'on observe en été, parce que la couche mobile est moins épaisse; ainsi, en adoptant les idées de Howard , les eirrhi, les eumuli et les strnli prédominent, et leurs composés ne peuvent guère se former. C’est ce que l'on voit dans le tableau des nuages que nous donnons plus loin, pour indiquer l'influence des saisons.

l)'une autre part, l'électricité de la couche supérieure, qui tient à cette limite, se fait sentir plus fortement en hiver qu'en été, saison pendant laquelle nous en sommes le plus éloignés. On peut estimer de différentes manières l'épaisseur au-dessus de laquelle se trouve arrêtée l'électricité. Dans l'intérieur de la couche mobile, se forment Ire nuages et tous les météores que nous sommes à même d éludicr. On peut en estimer directement la hauteur, ou recourir, pour en obtenir la mesure, à la quantité d’électricité que renferme la partie inférieure de la couche immobile.

L’orage ne provient pas de l'union qui tend à s'établir entre l'électricité répandue à la surface de la terre et l’électricité de nom contraire qui se trouve à la partie inférieure de la couche atmosphérique immobile. Si cela était, les orages seraient plus fréquents en hiver qu’en été : nous savons au contraire que, pour trois ou quatre orages en décembre et en janvier, on en eoinple soixante et quatorze en juillet.

L'orage se forme quand l'air est sec, et quand des nuages électrisés trouvent assez de place |iour se glisser entre la terre et l'atmosphère immobile qui porte l'électricité de nom contraire. Ces nuages bientôt finissent par se mettre en équilibre avec la terre, non pas d'une manière successive et continue, mais généralement par des commotions brusques, ù cause de la sécheresse plus grande de l'atmosphère pendant la saison des chaleurs.

L'échange d'électricité se fait généralement vers la terre, qui, par son humidité, présente

(’) Pour éviter la confusion et pour ne pas introduire de nouveaux noms, nous distinguerons les deux parties dout se compose l’atmosphère, en les désignant par les épithètes de mobile cl immobile, ou par celles de couches dynamique et sialique.

une conductibilité plus grande. Lu tendance de l’air, en conlactavec la terre, à s'équilibrer avec le haut de l'atmosphère se prononee moins; elle ne se manifeste guère que dans les soirées d'été , et par des éclairs de chaleur. Les grêlons présentent un autre exemple des attractions et répulsions réciproques qui existent entre le haut de l'atmosphère et des nuages électrisés d'une manière différente. Les particules de glace, après de nombreuses attractions et répulsions, ne retombent généralement vers la terre, que quand la couche électrique interposée ne peut plus les soutenir.

Les bouleversements continuels qui sc forment dans la partie inférieure de l'atmosphère, font que l'air qu’on y recueille est sensiblement le même, quant à la composition chimique. On ne trouve point de différence aux diverses hauteurs où l'on peut s'élever pour y prendre de l'air et le soumettre à l'analyse.

Dans la couche immobile, placée plus huut, où les êtres vivants n'ont pas accès, et où les nuages ne s'élèvent pas, on peut admettre au contraire que les milieux s’y étendent uvec facilité dans l’ordre de leurs densités et qu'ils s'y développent par eouches uniformes, soit en sc mêlant, soit en se tenant séparés. Il n'est pas nécessaire de supposer chaque couche composée comme celle qui lui est inférieure : elle peut même porter à sa surface des substances d'une pesanteur spécifique moindre, et non susceptibles de sc composer ou de sc mêler avec les substances inférieures.

LA, naissent des phénomènes dont nous nous formons difficilement une idée, en les jugeant de la surface de notre globe; IA, sc montrent aussi les étoiles filantes, les aurores boréales, et ces grands phénomènes lumineux dont nous sommes souvent lis témoins sans pouvoir les soumettre directement à nos expériences. Toutes ces parties ne nous échappent pas complètement, surtout dans les aurores boréales et dans les phénomènes magnétiques de l’atmosphère. Si nous ne pouvons toucher la cause, nous en ressentons assez vivement les effets pour être en état de les apprécier. Ce qui peut retarder les progrès de la science , c’est de supposer les couches supérieures de l'atmosphère composées identiquement comme celles qui nous entourent.

La formation des phénomènes y est plus régulière; et le milieu dans lequel ils sc produisent est plus constant que 11c l’est celui de l'atmosphère inférieure. Un phénomène qui se manifeste par une cause constante, reparaîtra généralement A la même époque, jusqu'au moment où la cause de ce phénomène aura cessé d’avoir de l'influence, comme dans la reproduction des étoiles filantes périodiques.

L’élude des couches supérieures , qui reste encore complètement à faire, sc distingue done de la météorologie ordinaire qui examine les phénomènes soumis directement à nos sens. Dans l’atmosphère immobile se passent des phénomènes tout autres que ceux que nous observons habituellement. Ils nécessitent en quelque sorte une méthode d’observation différente, dont il importe de commencer soigneusement l'étude.

INTKODUCTION.

Nous nous bornerons pour lu moment à ces indications générales; nous aurons soin d'y revenir successivement en parlant, plus loin, des divers phénomènes qui nous paraissent appartenir & celle région de notre atmosphère.

Nous considérons par conséquent comme appartenant à la météorologie, les phénomènes qui se passent dans la partie constamment agitée; et nous plaçons, dans la physique du globe, les phénomènes communs à notre terre et à la partie supérieure de l’atmosphère qui, tout en subissant les variations diurnes cl annuelles, concernent cependant plutôt le globe en général.

Dans nos premiers travaux sur le climat de la Belgique, nous n’avions pas séparé suffisamment ees deux genres de phénomènes, qui , du reste, ont les plus grandes analogies entre eux cl que l’on peut confondre sous bien des rapports. Ce n'est que par des études attentives que l'on reconnaîtra ce qui appartient à l'une et 4 l'autre science.

C'est ici surtout qu’il faudra avoir égard à la météorologie, telle qu'on peut l'observer eu pleine mer, et en écartant le plus possible les particularités exceptionnelles qui peuvent provenir de la configuration des terrains. Ce n'est pas sans raison que M. .Maury a particulièrement appelé l'attention des observateurs sur celle étude, qui tend à mettre dans le plus grand jour les phénomènes de la nature , en écartant, avec soin, les particularités exceptionnelles qu'on rencontre sur les différents points du globe.

Un physicien peut passer sa vie à étudier attentivement la météorologie toute spéciale que présente un coin de la terre, et, perdant de vue ce que scs observations ont d'accidentel, il sera ensuite d'autant plus porté à faire une application de scs résultats aux autres parties du globe, qu'il aura mis plus de soin à les recueillir.

Pour que la météorologie fasse des progrès, il importe de faire les observations sur une grande échelle et dans différents lieux, de manière à écarter ce qui n’est que purement accidentel. L’élude de la théorie des marées montre, mieux qu’aucune autre branche des sciences, la nécessité de comparer les observations entreprises sur différents points, afin de séparer toujours avec soin les faits produits par des causes accidentelles, de ceux qui peuvent donner l’explication générale du phénomène qu’on observe.